混凝土与水泥制品
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  • 文章内容

矿物掺合料对透水混凝土性能的影响

作者:周 璐,范宗青,安生霞,马继财,左 鹏,金长婷,周 阳,刘成奎    单位:1.青海省建筑建材科学研究院有限责任公司,西宁 810008;2.青海省高原绿色建筑 与生态社区重点实验室,西宁 810008

关键词:透水混凝土;强度;渗透性能;抗冻性能;孔隙率

摘  要:研究了粉煤灰、矿粉和硅灰对透水混凝土力学性能、渗透性能和抗冻性能的影响。结果表明:粉煤灰具有的“形态效应”和“微集料效应”,可以有效改善透水混凝土的工作性能,提高透水混凝土的致密度,从而改善透水混凝土的力学性能、渗透性能和抗冻性能;矿粉可以显著提高透水混凝土的力学性能、渗透性能和抗冻性能,当矿粉掺量小于15%时,提高矿粉掺量可以有效提高透水混凝土的综合性能;硅灰能够大幅度提高透水混凝土的力学性能和抗冻性能,对渗透性能也有一定程度的改善,但提高硅灰掺量对提高透水混凝土力学性能和抗冻性能作用有限。

 0   前言

      随着我国城镇化进程的不断推进,钢筋混凝土的城市建筑产生的一系列“城市病”逐渐引起人们的关注,如城市中心温度普遍高于周围自然环境从而形成“热岛效应”[1],城市积水甚至内涝以及城市水资源日益枯竭等问题,这些问题严重影响了城市的健康发展和人们的生活水平。鉴于日益突出的城市发展问题,国家提出“新型城镇化”和“海绵城市”的发展理念,而透水混凝土作为绿色建筑的重要组成部分迎来新的生机。透水混凝土较高孔隙率赋予其良好的渗透性能,可以使地面热空气和地下土壤进行充分的热交换从而降低地面温度,极大地缓解“热岛效应” [2]。此外,透水混凝土优良的渗透性能还可以使雨水透过混凝土渗入地下,不但可以极大缓解城市积水和内涝现象,还可以及时补充地下水资源,缓解地下水资源枯竭问题 [3]
      较高的孔隙率虽然使透水混凝土具有良好的渗透性能,但也严重影响其力学强度。研究表明,水灰比、浆集比等因素对透水混凝土的力学性能和渗透性能具有决定性影响[4-5],水灰比过小,胶凝材料水化不充分,黏结强度不足从而导致强度较低[6-8],而过大的水灰比不但会降低强度,还会造成离析现象,影响透水混凝土的渗透性能[9];浆集比越大,透水混凝土强度越高,但透水性能下降[10]。此外,骨料的种类和级配也会对透水混凝土的力学性能和渗透性能有重要影响[9,11]
      较高的孔隙率会导致透水混凝土的抗冻性能明显低于普通混凝土,而对于我国北方,如西宁等地而言,由于天气寒冷,混凝土的抗冻性能是影响混凝土使用寿命的主要因素。因此,透水混凝土在高寒地区的使用受到一定程度的限制。粉煤灰等工业矿渣已在混凝土领域得到广泛应用,一方面可以降低混凝土的综合成本,另一方面可以改善混凝土的工作性能和致密性,提高混凝土的长期耐久性能。本文针对西宁地区的严寒条件,对粉煤灰、矿粉和硅灰等矿物掺合料对透水混凝土的力学性能、渗透性能和抗冻性能的影响进行系统研究,以期为透水混凝土在严寒地区的工程应用提供参考。
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